報告人：孫國兵所屬部門：時間：2009年04月13日HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)2相關(guān)知識準(zhǔn)備一、一般彈性材料的物理力學(xué)特性分成以下四個階段：（1）彈性階段OA（2）流動階段BC（3）強(qiáng)化階段CD（4）頸縮階段DE3相關(guān)知識準(zhǔn)備二、許用應(yīng)力：零件能安全工作的應(yīng)力最大值，許用應(yīng)力用σ表示。通常把材料破壞時危險狀態(tài)應(yīng)力除以大于1的安全系數(shù)n作為許用應(yīng)力：脆性材料：[σ]=σb/n

塑性材料：[σ]=σs/n三、應(yīng)力集中：由于桿截面尺寸改變而引起的應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象4相關(guān)知識準(zhǔn)備四、強(qiáng)度理論

1、最大拉應(yīng)力理論：認(rèn)為材料的破壞決定于最大拉應(yīng)力，即當(dāng)數(shù)值最大的主應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時，材料就產(chǎn)生斷裂。強(qiáng)度條件：此理論可用于承受拉應(yīng)力的某些脆性金屬，如鑄鐵。2、最大剪應(yīng)力理論：認(rèn)為處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的材料，只要其最大剪應(yīng)力達(dá)到某一極限值，材料就產(chǎn)生流動而進(jìn)入塑性狀態(tài)。這一極限值即材料簡單拉伸出現(xiàn)屈服時的最大剪應(yīng)力。該理論的強(qiáng)度條件：這一理論可用來建立塑性材料的強(qiáng)度條件。3、變形能理論：當(dāng)單元體儲存的歪形能密度均達(dá)到某一極限值時，材料就進(jìn)入塑性流動。這一極限值即是單向拉伸發(fā)生流動時的歪形能密度。即此條件為米賽斯屈服條件。一般稱為VonMises應(yīng)力或當(dāng)量應(yīng)力，此理論也可用來建立彈塑性材料的強(qiáng)度條件。5HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)HyperWorks是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級CAE平臺，集成了設(shè)計(jì)與分析所需的各種工具，具有強(qiáng)大的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面。它具有五大類解決方案，共18大模塊，可以滿足CAE技術(shù)發(fā)展的未來趨勢。6HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)一、有限元法的基本思路與分析步驟

有限元法的基本思路可概括為“先分后合”或“化整為零又積零為整”。即：先將連續(xù)的求解域離散為有限個單元體，使其只在有限個指定的節(jié)點(diǎn)上相互連結(jié)；然后對每個單元選擇一個比較簡單的函數(shù)，近似表達(dá)單元的物理量，如單元的應(yīng)力或位移，并基于問題描述的基本方程建立單元節(jié)點(diǎn)的平衡方程組；再把所有單元的方程組集成為整個結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的整體代數(shù)方程組；最后引入邊界條件求解代數(shù)方程組而獲得數(shù)值解，如結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布與位移分布。有限元法是在力學(xué)模型上近似的數(shù)值方法，其近似性表現(xiàn)在兩個方面：

1）單元與單元之間只通過節(jié)點(diǎn)連結(jié)，力通過節(jié)點(diǎn)傳遞。

2）每個單元上物理量的分布規(guī)律是近似假定的。下圖1為有限元結(jié)構(gòu)分析的一般流程，圖2為HyperWorks有限元分析的主要步驟。7HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

建立分析結(jié)有限元網(wǎng)格材料特性/載交互式構(gòu)幾何模型劃分與處理荷/約束設(shè)置圖形顯示有限元分析前處理

有限元分析力學(xué)模型動力分析靜力分析動力響應(yīng)分析流體分析有限元分析后處理分析結(jié)果應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)力彩色濃淡校核與顯示圖的繪制打印處理與描述圖1有限元結(jié)構(gòu)分析的一般流程8HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

圖2HyperWorks有限元分析的主要步驟

導(dǎo)入文件劃分單元建立載荷工況

(HM/CAD/FEM)（1D/2D/3D）（LoadStep）

設(shè)置模版單元檢查與優(yōu)化設(shè)置計(jì)算參數(shù)（TEMPLATE)（CheckElems/QualityIndex）幾何清理建立載荷集輸出有限元文件（GeometryCleanup）（LoadCollectors）

建立材料卡片施加載荷利用Analsis/

（MatCollectors）(Forces/ConstrainsOptistructPressure）求解器求解建立幾何及單元集

(CompCollectors)

HyperMesh或

HyperView后處理前處理9HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)二、HyperWorks常用模塊介紹

1、HyperMesh

是一個杰出的有限元分析前、后處理平臺，擁有全面的CAD和CAE求解器接口、強(qiáng)大的幾何清理和網(wǎng)格劃分功能，能夠高效的建立各種復(fù)雜模型的有限元和有限差分模型。它包含一系列工具，用于整理和改進(jìn)輸入的幾何模型。HyperMesh提供方便、實(shí)用的幾何清理工具，通過清除缺損和孔洞以及壓縮相鄰曲面的邊界，使分析人員可以在模型內(nèi)更大，更合理的區(qū)域劃分網(wǎng)格，從而提高網(wǎng)格劃分的總體速度和質(zhì)量。

2、OptiStruct

是以有限元法為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工具，提供全面的拓?fù)?、形貌、形狀、尺寸等?yōu)化解決方案，并引入了制造工藝約束。優(yōu)化設(shè)計(jì)以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，將設(shè)計(jì)問題的物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用最優(yōu)化數(shù)學(xué)理論，以計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件為工具，在充分考慮多種設(shè)計(jì)約束的前提下尋求滿足越多目標(biāo)的最佳設(shè)計(jì)。有限元法被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析中，采用這種方法，任意復(fù)雜問題都可以通過他們的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行研究。最優(yōu)化技術(shù)和有限元法結(jié)合產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)成功的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個階段。

10HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)3、HyperViewHyperView及其集成的HyperGraph模塊是通用的CAE后處理環(huán)境，為CAE和試驗(yàn)結(jié)果的專業(yè)后處理提供支持。HyperView是FEA（有限元分析）和MBD（多體動力學(xué)）的仿真后處理平臺，擁有全面的求解器接口、杰出的圖形驅(qū)動和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與可視化功能。4、MotionView

是多體動力學(xué)仿真的前處理平臺，擁有全面的MBD接口，豐富的車身模型庫兵支持二次開發(fā)。5、HyperStudy

是功能強(qiáng)大且易用的多學(xué)科優(yōu)化平臺，支持獨(dú)立于求解器的模型參數(shù)化，可用于試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）、優(yōu)化研究和可靠性研究。6、HyperGraph

是仿真和試驗(yàn)結(jié)果的后處理繪圖工具，擁有豐富的求解器和試驗(yàn)數(shù)據(jù)接口、數(shù)學(xué)函數(shù)庫并支持后處理模塊定制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的自動化。7、HyperGraph3D

擁有3D繪圖工具，可實(shí)現(xiàn)對CAE仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的三維繪圖。8、HyperForm

鈑金沖壓成形仿真工具，可實(shí)現(xiàn)一步法和增量法求解，另外還具備模塊設(shè)計(jì)工具、管料彎曲成形和液壓成形仿真模塊。11HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)9、HyperXtrude

合金材料擠壓成形仿真工具。10、AltairForging

提供鍛造仿真方面的解決方案。11、AltairMolding

提供重要的注塑成形仿真解決方啊。12、BatchMesher

自動網(wǎng)格劃分工具，可以通過質(zhì)量目標(biāo)的定義在后臺執(zhí)行操作。13、AltairFrictionStirWelding

提供模擬摩擦激光焊接的解決方案。14、HyperWorksProcessManager

標(biāo)準(zhǔn)化流程的執(zhí)行工具，它將工程師的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化成企業(yè)的流程并進(jìn)行固化，最終實(shí)現(xiàn)分析流程的標(biāo)準(zhǔn)化和自動化，提高企業(yè)CAE分析的質(zhì)量和效率。15、AltairDataManager

獨(dú)特的CAE和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，采用成熟的解決方案來集中管理用戶的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)，其客戶端簡單易用，便于實(shí)施，并以良好的開放性實(shí)現(xiàn)與PDM系統(tǒng)、計(jì)算資源管理系統(tǒng)、流程自動化程序或其他第三方應(yīng)用程序的集成。12HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)三、HyperWorks標(biāo)準(zhǔn)求解器

（1）OptiStruct/Analysis

有限元分析求解器，具有快速而精確的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)從線型靜態(tài)到頻率響應(yīng)分析的求解功能。

（2）MotionSlove

多體動力學(xué)分析求解器，具備剛體和柔體耦合分析求解方案，能與OptiStruct/Analysis無縫集成。

（3）Radioss

在全球汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，尤其是安全技術(shù)，生物仿真技術(shù)和車輛安全評價技術(shù)，都使其成為福特、沃爾沃和法拉利等著名汽車品牌廠商的標(biāo)準(zhǔn)工具之一。

（4）HyperCrash

集成了原先Radioss產(chǎn)品中的M-Crash、M-Safety和M-Xchange模塊。它專門為碰撞仿真設(shè)計(jì)了快速建模工具，集成行業(yè)客戶及Radioss專家的知識，幫助提供高質(zhì)量的碰撞仿真模型和特殊的安全環(huán)境，可以包含假人、障礙物、行人撞擊、安全帶和氣囊模型。此外，它還包括方便、快捷的結(jié)果傳遞工具，將成形分析模型上的厚度，殘余應(yīng)力和塑性應(yīng)變等結(jié)果自動映射到新的結(jié)構(gòu)分析模型上，作為后者的初始條件，以提高結(jié)構(gòu)分析的精度。13HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)四、HyperMesh7.0菜單學(xué)習(xí)

1、用戶環(huán)境

HyperMesh7.0的窗口界面包含五個主要區(qū)域：圖形區(qū)(graphicsarea)、宏菜單(MacroMenu)、標(biāo)題欄(headerbar)、主菜單(mainmenu)和永久菜單(PermanentMenu)。此外還可以使用鍵盤上的功能鍵進(jìn)入主菜單下的二級菜單。下圖是HyperMesh的主界面：

（1）圖形區(qū)(GraphicsArea)

圖形區(qū)是顯示模型的區(qū)域，顯示幾何模型、有限元模型、XY曲線圖和結(jié)果圖。用戶可以實(shí)時在三維空間對模型進(jìn)行操作，除顯示模型外，在圖形區(qū)也可交互式的選擇實(shí)體。（2）永久菜單(PermanentMenu)控制察看模型的視角，控制在圖形區(qū)中需要顯示哪些collectors，設(shè)置全局的模型參數(shù)并編輯與特定求解器有關(guān)的數(shù)據(jù)

14HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)（3）標(biāo)題欄(HeaderBar)

標(biāo)題欄主要顯示當(dāng)前操作面板的名稱和模型的狀態(tài)信息。當(dāng)用戶使用HyperMesh時，警告和錯誤等系統(tǒng)提示信息也會在標(biāo)題欄中顯示，其中警告信息是綠色的，錯誤信息是紅色的。（4）主菜單(MainMenu)

主菜單內(nèi)包括非常多的子菜單，HyperMesh根據(jù)其功能不同，將之分成七頁：頁面功能

Geom創(chuàng)建和編輯幾何模型的相關(guān)功能

1D一維單元的創(chuàng)建和編輯功能

2D二維的曲面和單元的創(chuàng)建和編輯功能

3D三維的幾何和單元的創(chuàng)建和編輯功能

BCs邊界條件、系統(tǒng)和載荷的創(chuàng)建功能

Tool模型編輯、模型質(zhì)量檢查和有關(guān)模型信息的功能

Post后處理和繪制XY曲線圖的功能（5）宏菜單(MacroMenu)

用戶可以在宏菜單區(qū)中個性化地設(shè)置HyperMesh界面，這種界面可以包含功能鍵、單選框和文本等控件，用戶可以用TCL/TK語言開發(fā)出HyperMesh支持的宏，并可以將自定義的宏與上述這些控件相關(guān)聯(lián)。這個宏菜單的默認(rèn)位置在屏幕的右邊，在永久菜單的上方。宏菜單的顯示和可用的操作是由一個宏文件來控制的。而用戶可以更改的屬性包括：顯示這個菜單的頁面控件中顯示的文字菜單的位置和大小在菜單標(biāo)題欄中顯示的幫助信息調(diào)用的宏及其需要的可選參數(shù)15HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)2、鼠標(biāo)的使用

鼠標(biāo)對于HyperMesh的使用是非常重要的，在幾乎任何需要用戶輸入信息的地方都會用到它。在HyperMesh中可以使用雙鍵或者三鍵鼠標(biāo)。鼠標(biāo)的按鍵有下列功能。鼠標(biāo)左鍵執(zhí)行選擇操作鼠標(biāo)右鍵在圖形區(qū)中執(zhí)行反向選擇并放棄圖形操作鼠標(biāo)中鍵在永久菜單上選擇(r)或(a)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時，在模型中用中鍵點(diǎn)擊一個節(jié)點(diǎn)意味著你選擇了一個新的旋轉(zhuǎn)中心

CTRL鍵+鼠標(biāo)左鍵動態(tài)地旋轉(zhuǎn)模型

CTRL鍵+鼠標(biāo)中鍵對模型的某一區(qū)域進(jìn)行局部放大

CTRL鍵+鼠標(biāo)右鍵平移模型此外，用戶還可以利用CTRL+C和CTRL+V的組合鍵來剪切和粘貼數(shù)字信息。QuickGeomEdit3、常用快捷鍵

F1F2F3F4F5F6無HiddenLineDeleteReplaceDistanceMaskEditElementShiftColorTempNodeEdgesTranslateFindSplitCtrlPrintSlideSlideFilePrintEPSEPSFilePrintB/wEPSCreateJpegF7F8F9F10F11F12無AlignNodeCreateNodeLineEditCheckElementsCollectorsAutoMeshShiftProjectNodeEditTrimNormalsOrganizeSmoothCtrlFullScreen——————————表1HyperMesh常用快捷鍵16HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

下面列舉出永久菜單中的模型察看功能菜單，可以通過點(diǎn)擊永久菜單上的相應(yīng)按鈕來改變圖形區(qū)的的模型顯示，這些功能也可以通過鍵盤上相同的字母或者加減號按鍵來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，還可以使用鍵盤的方向鍵來旋轉(zhuǎn)模型。z

(zoom)

放大模型局部，放大的部分可以由在圖形區(qū)中劃出的封閉圖形來指定。p

(plot)

刷新圖形區(qū)。w

(window)

定位XY曲線圖的窗口，修改XY軸的比例和窗口標(biāo)題等。f

(fill)

在圖形區(qū)中將所顯示的collectors的視圖最大化。r(rotate)

動態(tài)地將模型繞屏幕的x和y軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如果有鼠標(biāo)中鍵，還可以用其來點(diǎn)擊一個節(jié)點(diǎn)或者幾何點(diǎn)使其成為旋轉(zhuǎn)中心。s

(slidezoom)

前后移動鼠標(biāo)動態(tài)地將模型放大和縮小。c

(center)

通過選擇新的中心傳送模型或平移模型。t

(trueview)

通過使用局部向量或輸入視角的絕對值選擇模型視圖。a(arcrotate)

通過點(diǎn)擊然后拖動鼠標(biāo)來動態(tài)地旋轉(zhuǎn)模型。如果有鼠標(biāo)中鍵，可以用其點(diǎn)擊一個節(jié)點(diǎn)或幾何點(diǎn)確定旋轉(zhuǎn)中心。+/-

從屏幕中心位置放大或縮小一定比例，這一比例options/modeling子面板中指定的。b

返回前一個視圖。17HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)view

從一些基本視角顯示模型并可以保存和恢復(fù)模型的不同視圖?？梢允褂孟旅嬗谰貌藛沃械捻?xiàng)目進(jìn)入一些面板，在這些面板中，可以設(shè)定全局參數(shù)、定制界面和控制屏幕顯示等。菜單項(xiàng)功能和子面板options

為視圖和模型處理定義參數(shù)：modeling

指定幾何和模型的容差、顯示設(shè)定graphics

設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)和定制圖形模式menuconfig

為面板和圖形標(biāo)簽設(shè)定字體大小，也設(shè)定和激活宏菜單colors

設(shè)定背景顏色、面板顏色、坐標(biāo)軸顏色和幾何清理的顏色pagenames

用來更改頁面名稱postscript

指定后處理的打印選項(xiàng)Spaceball

為spaceball設(shè)定敏感度card

在Card格式中編輯求解器的特定數(shù)據(jù)global

定義全局參數(shù)，這些全局參數(shù)是可以被不同的面板調(diào)用的help

調(diào)用HyperMesh的在線幫助文檔disp

控制在圖形區(qū)中顯示哪些collectors

以一個組件和裝配的樹狀結(jié)構(gòu)示意圖來察看HyperMesh模型vis控制顯示選項(xiàng)。僅當(dāng)定制圖形模式被激活時才可使用。Toggles和switches按鈕這些關(guān)于toggles和switches的圖標(biāo)出現(xiàn)在一些面板和子面板中。Toggle:

在兩個選項(xiàng)之間切換。Switch:

提供一個彈出菜單，其中有很多選項(xiàng)可以選擇。18HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)4、HyperMesh菜單功能圖3HyperWorks主界面圖4HyperWorks文件的存取界面

圖5HyperWorks導(dǎo)入導(dǎo)出界面注意：默認(rèn)單位制：長度是mm，力是N，壓強(qiáng)是MPa，質(zhì)量是T。HyperWorks7.0不能直接導(dǎo)入Proe2001以后版本的prt和asm文件，需要先轉(zhuǎn)換成igs格式文件。19HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

表2File面板包含的子面板及其功能子面板功能Hmfile保存和讀取HyperMesh二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件Import導(dǎo)入由CAD生成的幾何模型或者有限元模型信息Export針對指定的分析求解器導(dǎo)出CAD幾何模型或者有限元模型信息Command執(zhí)行一個HyperMesh命令文件Template指定一個求解器模版Results指定結(jié)果文件*使用Import導(dǎo)入文件，原來打開的模型文件不會被沖掉，就象在proe中進(jìn)行裝配一樣,如果你希望新建模型，可以用“tool”——“delete”——“deletemodel”刪掉原來的模型，要么徹底關(guān)掉HyperMesh后重新啟動在進(jìn)行Import導(dǎo)入。*HyperMesh不支持中文的文件名或路徑名。（1）File子面板20HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

（2）collectors——集合模型的組織管理是通過（集合）實(shí)現(xiàn)的。HyperMesh中大部分操作對象都必須放置在某個Collectors中，Collectors的作用是儲存和管理有限元模型中的各類數(shù)據(jù)，如幾何、單元、單元屬性、單元材料、載荷、坐標(biāo)系和矢量等。HyperMesh提供下列幾種Collectors，每個Collector包含特定的對象類型，如表3所示。Collector類別包含的對象類型Component儲存單元、點(diǎn)、線、曲面、連接器等數(shù)據(jù)Mutibody儲存Ellipsoids、Mbplanes、Mbjoints、Sensors等對象Assembly儲存組件、多體、裝配等信息Property不獨(dú)立的對象，只儲存在ComponentCollector中的單元屬性信息Material不獨(dú)立的對象，只儲存在ComponentCollector中的單元材料信息LoadCollector儲存諸如集中力、壓力和約束的載荷及方程信息SystemCollector儲存坐標(biāo)系VectorCollector儲存矢量BeamsectionCollector儲存梁截面數(shù)據(jù)表3HyperMesh提供的Collectors*創(chuàng)建一個新的Collector時，會將其自動設(shè)置為當(dāng)前的Collector。通過Tool頁面上Organize面板可將對象移到另一個Collector里。21HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

導(dǎo)入一個proe的*.asm文件后，HyperMesh會自動生成Component，每個Component放一個零件，即*.prt文件。在下面這個版面上點(diǎn)擊“name=”或雙擊其后面的文本框：即可看到導(dǎo)入的模型生成的collector從下圖可看到collector的類型有八種，下面只講最重要的三種——“comps”、“mats”、“l(fā)oadcols”。22HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)“mats”——材料。存放材料的屬性，如楊氏模量、密度等。材料又有四種格式，也就是所謂的“cardimage”，適合不同的需要，可以參看幫助文件了解這四種格式的作用。一般在常溫下分析金屬材料用“MAT1”：MAT1：Definesthematerialpropertiesforlinear,temperature-independent,isotropicmaterials。各向同性，均質(zhì)材料。MAT2：Definesthematerialpropertiesforlinear,temperature-independent,anisotropicmaterialsfortwo-dimensionalelements。各向異性，平面單元。MAT8：Definesthematerialpropertyforanorthotropicmaterialfortwo-dimensionalelements。正交各向異性，平面單元。MAT9：Definesthematerialpropertiesforlinear,temperature-independent,anisotropicmaterialsforsolidelements。各向異性，實(shí)體單元。*當(dāng)定義MAT1材料時，楊氏模量E，剪切模量G，泊松比NU都必須填，如果只知道其中的兩項(xiàng)，HyperMesh將根據(jù)默認(rèn)公式E=2(1+NU)G計(jì)算第三項(xiàng)。23HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)下面創(chuàng)建一種鋼的材料?！皀ame=”后面輸入一個名稱，如“steel”，“cardimage=”選擇“MAT1”，然后點(diǎn)擊“create/edit點(diǎn)擊“[E]”，在下面輸入想要的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際情況，在計(jì)算中要用到什么量就激活哪個量并輸入數(shù)值。然后點(diǎn)擊“return”返回。24HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)面板中各項(xiàng)表述如下：

E：楊氏模量（彈性模量）

G：剪切模量

NU：泊松比

RHO：密度

A：熱膨脹系數(shù)Thermalexpansioncoefficient。

TREF：初始溫度Referencetemperatureforthermalloading。

GE：結(jié)構(gòu)單元阻尼系數(shù)StructuralElementDampingcoefficient。

ST、SC、SS：拉伸、壓縮、剪切應(yīng)力極限，用做復(fù)合材料失效計(jì)算。

Stresslimitsintension,compressionandshear.Usedforcompositeplyfailurecalculations。25HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)“comps”——包含四種類型，即“PSHELL”、“PSHEAR”、“PSOLID”和“P”：PSHELL：定義薄殼單元。Definesthemembrane,bending,andtransverseshearofthinshellelementsPSHEAR：定義剪切單元。DefinesthepropertiesofashearpanelPSOLID：定義實(shí)體單元。Definesthepropertiesofsolidelements.ReferencedbyCHEXA,CPENTA,CPYRAandCTETRAentries。P:定義多層復(fù)合材料單元。Definesthestructureandpropertiesofann-plycompositelaminatematerial.板殼單元的創(chuàng)建26HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)

上面的“[T]”中輸入板零件的厚度，“l(fā)oadcols”—載荷集，專門存放約束和載荷，常用的有以下2個功能。下面介紹一下各個面板菜單的用途。

PROPS有以下幾個子菜單：HM_ELAS;PBAR;PBARL;PBEAM;PBEAML;PBUSH;PELAS;PDAMP;PGAP;PVISC;PROD;PWELD27HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)HM_ELAS:TheHyperMeshspringentityisasingledofandsinglespringconstantfinite-lengthelement.HM_ELASpropertycardscanbeusedtoconvertsingleHyperMeshspringelementsintoagroupofzero-lengthspringsandrigids.Sixdofsaredefinedinasinglepropertycard,andthespringsinthisgrouparecreatedaszero-lengthtoavoidsomeofthecommonmodelingerrorscausedbyfinite-lengthsprings.HyperMesh彈簧是一個單獨(dú)自由度和單獨(dú)彈簧約束的有限長度單元。HM_ELAS屬性卡被用來把單獨(dú)的HyperMesh彈簧元轉(zhuǎn)換成零長度的彈簧元和剛性元。六個自由度被定義在一個單獨(dú)的屬性卡里，Group里的彈簧被創(chuàng)建成零長度避免由有限長度彈簧造成的一些常見模型錯誤。1.Anewnodeiscreated(Node3)whichiscoincidentwithNode2.2.AnRBE2elementiscreated,with6DOFSfixed,betweenNode1andNode3.3.Uptosixzero-lengthelementsarecreated,betweenNode2andNode3,basedonthefollowingsettingsintheHM_ELASpropertycard:-IftheDOFisavalueyouset,aCELAS2elementiscreatedforthatDOF,withtheKfieldequaltothesuppliedvalue-IftheDOFissettoRIGID,anRBE2elementiscreated,withthatDOFfixed-IftheDOFissettoFREE,noelementsarecreatedforthatDOF28HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PBAR:Simple

BeamProperty.Definesthepropertiesofasimplebeam(bar),whichisusedtocreatebarelementsviatheCBARentry.

定義簡單梁。被用來創(chuàng)建CBAR單元輸入。PBARL:

Simple

BeamProperty.Definesthepropertiesofasimplebeam(bar)

bycross-sectionaldimensions,whichisusedtocreatebarelementsviatheCBARentry.

定義有代表性的簡單梁。被用來創(chuàng)建CBAR單元輸入。常用的有桿梁，箱式梁，T型梁，H工字梁等。29HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PBEAM:BeamProperty.DefinesthepropertiesofabeamthatisusedtocreatebeamelementsviatheCBEAMentry.

定義梁屬性。被用來創(chuàng)建CBEAM單元輸入。PBEAML:

BeamProperty.Definesthepropertiesofabeamelementbycross-sectionaldimensionsthatareusedtocreatebeamelementsviatheCBEAMentry.

定義有代表性的梁屬性。被用來創(chuàng)建CBAEAM單元輸入。常用的有桿梁，箱式梁，T型梁，H工字梁等。30HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PBUSH:GeneralizedSpringProperty.Definesthenominalpropertyvaluesforageneralizedspring.

普通彈簧屬性。定義標(biāo)準(zhǔn)的普通彈簧屬性值。PELAS:

ScalarElasticProperty。Usedtodefinethestiffnessandstresscoefficientofascalarelasticelement(spring)bymeansoftheCELAS1entry.

無向量的彈性屬性。用來定義一個無向量彈性單元CELAS1的剛度和應(yīng)力系數(shù)。31HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PDAMP:ScalarDamperProperty.SpecifiesthedampingofascalardamperelementusingdefinedCDAMP1entry.

無向量阻尼屬性。使用CDAMP1來指定無向量阻尼單元的阻尼。PGAP:

GapElementProperty。Definespropertiesofthegap(CGAP)elements.

間隙單元屬性。定義間隙單元CGAP的屬性。U0間隙距離；F0初始力；KA接觸剛度32HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PVISC:ViscousDampingElementProperty。Definespropertiesofaone-dimensionalviscousdampingelement(CVISCentry)。粘性阻尼單元屬性。用CVISC定義一維粘性阻尼單元的屬性。PROD:

RodProperty.Definesthepropertiesofarod,whichisreferencedbytheCRODentry.

桿屬性。在CROD中定義桿屬性。CE1拉伸阻尼值；CR1旋轉(zhuǎn)阻尼值MID桿材料標(biāo)號；A桿截面積；J轉(zhuǎn)動慣量；C轉(zhuǎn)動中止系數(shù)。33HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)PWELD:WELDElementProperty。Definespropertiesofconnector(CWELD)elements.

焊接單元屬性。定義CWELD焊接單元屬性。D焊接直徑；MSET標(biāo)記去掉的自由度；TYPE標(biāo)記焊接類型34HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)LOADCOLS有以下幾個子菜單：SPCADD;FREQ;FREQ1;FREQ2;RLOAD1;RLOAD2;MPCADD;EIGRL;LOAD;TABDMP1;TABLED1;TABLED2;TABLED3;TABLED4;DLOAD;GRAV;RFORCE;TEMPD;NLPARM。SPCADD:

Single-PointConstraintSetCombination。Definesasingle-pointconstraintsetasaunionofsingle-pointconstraintsetsdefinedviaSPCorSPC1entries。單點(diǎn)約束組合集。被用來創(chuàng)建CBAR單元輸入。定義一個單點(diǎn)約束組作為由spc或spc1定義的單點(diǎn)約束組的集合。FREQ:

FrequencyList。Definesasetoffrequenciestobeusedinthesolutionoffrequencyresponseproblems.頻率列表。定義一個頻率集用來解決頻率響應(yīng)問題。35HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)FREQ1:FrequencyList,AlternateForm1。Definesasetoffrequenciestobeusedinthesolutionoffrequencyresponseproblemsbyspecificationofastartingfrequency,frequencyincrement,andthenumberofincrementsdesired。頻率列表，交互式1。定義一個頻率集用來解決頻率響應(yīng)問題，該類問題包含開始頻率，頻率增量，增量階數(shù)。FREQ2:

FrequencyList,AlternateForm2。Definesasetoffrequenciestobeusedinthesolutionoffrequencyresponseproblemsbyspecificationofastartingfrequency,finalfrequency,andthenumberoflogarithmicincrementsdesired。頻率略表，交互式2。定義一個頻率集用來解決頻率響應(yīng)問題，該類問題包含開始頻率，結(jié)束頻率和對數(shù)增量階數(shù)。36HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)RLOAD1:FrequencyResponseDynamicLoad,Form1。Definesafrequency-dependentdynamicloadoftheformforuseinfrequencyresponseproblems。頻率響應(yīng)動力學(xué)載荷，式樣1。定義一個非自由頻率的動力學(xué)載荷來解決頻率響應(yīng)問題。RLOAD2:

FrequencyResponseDynamicLoad,Form2。Definesafrequency-dependentdynamicloadoftheform:foruseinfrequencyresponseproblems。頻率響應(yīng)動力學(xué)載荷，式樣2。定義一個非自由頻率的動力學(xué)載荷來解決頻率響應(yīng)問題。37HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)MPCADD:MultipointConstraintsetcombination。DefinesamultipointconstraintsetasaunionofmultipointconstraintsetsdefinedviaMPCentries.。多點(diǎn)約束組集合。定義一個多點(diǎn)約束組作為由MPC輸入定義的一系列多點(diǎn)約束組的集合。EIGRL:

RealEigenvalueExtractionData,LanczosMethod。Definesdataneededtoperformrealeigenvalueanalysis(vibrationorbuckling)withtheLanczosMethod。實(shí)數(shù)特征值提取數(shù)據(jù)，拉各朗日法。用拉各朗日法求解實(shí)數(shù)特征值分析。V1，v2在做振動分析時輸入感興趣的頻率值范圍，在做屈曲分析時輸入感興趣的特征值方位。NORM中默認(rèn)值為MASS，此時用作計(jì)算普通的模態(tài)分析，當(dāng)改為MAX時用作線型屈曲分析。MASS分析是以單位質(zhì)量為分析標(biāo)準(zhǔn)，MAX分析是以單位最大位移為分析標(biāo)準(zhǔn)。38HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)LOAD:StaticLoadCombination(Superposition)。DefinesastaticloadasalinearcombinationofloadsetsdefinedviaFORCE,MOMENT,FORCE1,MOMENT1,PLOAD,PLOAD2,PLOAD4,TEMP,TEMPD,RFORCE,andGRAVentries.

靜載集合。定義放置力，扭矩，壓強(qiáng)，溫度，離心力，重力等的集合。TABDMP1:

ModalDampingTable。Definesmodaldampingasatabularfunctionofnaturalfrequency。模態(tài)阻尼表。定義模態(tài)阻尼作為自然頻率輸入的表格。TYPE阻尼單位類型；fi每個周期的自然頻率值；gi阻尼值。39HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)TABLED1:DynamicLoadTabularFunction,Form1。Definesatabularfunctionforuseingeneratingfrequency-dependentandtime-dependentdynamicloads。TABLED2:

DynamicLoadTabularFunction,Form2。Definesatabularfunctionforuseingeneratingfrequency-dependentandtime-dependentdynamicloads。Alsocontainsparametricdataforusewiththetable。TABLED3:

DynamicLoadTabularFunction,Form3。Definesatabularfunctionforuseingeneratingfrequency-dependentandtime-dependentdynamicloads。Alsocontainsparametricdataforusewiththetable。TABLED4:

DynamicLoadTabularFunction,Form4。Definesthecoefficientsofapowerseriesforuseingeneratingfrequency-dependentandtime-dependentdynamicloads。Alsocontainsparametricdataforusewiththetable。上述為四種動力學(xué)載荷圖表輸入方法。40HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)DLOAD:DynamicLoadCombinationorSuperposition。DefinesadynamicloadingconditionforfrequencyresponseproblemsasalinearcombinationofloadsetsdefinedviaRLOAD1orRLOAD2entries.

動力學(xué)載荷集合或重合。為頻率響應(yīng)問題定義一個動力學(xué)載荷輸入作為RLOAD1或RLOAD2的線性載荷合集。GRAV:

GravityVector。Definesthegravityvectorsforuseindetermininggravityloadingforthestructuralmodel。重力向量。定義一個重力向量來確定結(jié)構(gòu)模型的重力載荷。41HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)RFORCE:RotationalForce。Definesastaticloadingconditionduetoacentrifugalforcefield。離心力。被用來定義一個由離心力引起的靜力載荷。TEMPD:

GridPointTemperatureFieldDefault。DefinesatemperaturevalueforallgridpointsofthestructuralmodelthathavenotbeengivenatemperatureonaTEMPentry。

網(wǎng)格點(diǎn)的溫度默認(rèn)值。給所有沒有在TEMP菜單給定溫度的結(jié)構(gòu)模型定義一個溫度默認(rèn)值。

G旋轉(zhuǎn)中心節(jié)點(diǎn)號；CID直角坐標(biāo)系編號，如果為0則表示默認(rèn)坐標(biāo)系；A每次旋轉(zhuǎn)縮減系數(shù)；R1，R2，R3穿過G點(diǎn)的柱坐標(biāo)系三個方向的分量；RACC每次旋轉(zhuǎn)的加速度縮減系數(shù)。42HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)NLPARM:ParametersforNonlinearStaticAnalysisControl。Definesparametersfornonlinearstaticanalysisiterationstrategy。

非線性靜力分析控制參數(shù)。用來定義非線性靜力分析疊代參數(shù)。NINC步長；MAXITER每步最大疊代次數(shù)；CONV收斂性判斷標(biāo)準(zhǔn)，EPSUEPSPEPSW分別是位移、載荷、工作公差。43HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)HyperMesh主菜單區(qū)分為7個頁面，分別為Geom（幾何）、1D（一維）、2D（二維）、3D（三維）、BCs（邊界條件）、Tool（常用工具）、Post（后處理）。接下來主要介紹一下每頁的各個菜單功能。

上圖為幾何頁面菜單。其各個菜單的用途如下：

1）files文件的輸入輸出。

2）collector各種集合的創(chuàng)建。

3）assemblies創(chuàng)建裝配關(guān)系。

4）organize模型及單元的復(fù)制、拷貝。

5）color調(diào)整模型的顏色。

6）rename模型重命名。

7）reorder模型重新排序。

8）createnode節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建相關(guān)。

9）nodeedit節(jié)點(diǎn)編輯。10）alignnode按節(jié)點(diǎn)線性對齊。11）distance距離測量。44HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)12）remap映射點(diǎn)到原有的幾何線上。13）tempnodes臨時節(jié)點(diǎn)的添加與清除。14）lines創(chuàng)建直線或中心線。15）lineedit直線編輯。16）intersect通過單元，幾何曲面或線段找出交叉線。17）sectioncut通過特征線創(chuàng)建橫截面。18）length測量直線長度。19）reparam壓縮掉直線上不必要的特征以減小運(yùn)算量。20）circle生成圓弧或找圓心。21）tangents通過一個點(diǎn)或一條曲線做與另一條曲線的切線。22）fillets生成倒圓角。23）surflines改變已存在曲面上直線數(shù)量。24）tags標(biāo)簽。25）vector創(chuàng)建矢量。25）geomcleanup幾何清理。26）defeature改變特定的幾何外形，包含刪除小圓孔，去掉倒角，相交線。27）surfaceedit曲面編輯，包含用點(diǎn)、線、面分割曲面；用線生成曲面，偏移曲面。28）autocleanup自動清理幾何。

45HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)29）FE-surf利用有限元網(wǎng)格生成幾何曲面，可以定義曲面生成的精密度。30）midsurface抽取中面?？梢詫?shí)體或兩個曲面抽取中間面，用于板殼單元劃分。31）userprof調(diào)用用戶模版。1D頁面菜單如上圖所示，第一列菜單同Geom菜單。

1）bars創(chuàng)建梁單元或者螺栓單元。

2）rods創(chuàng)建一維桿單元。

3）rigids創(chuàng)建一維剛性連接單元。

4）spotweld創(chuàng)建一維點(diǎn)焊單元去連接不同的幾何體。

5）rbe3插值法約束單元。

6）HyperBeam創(chuàng)建梁界面后用bar單元簡化復(fù)雜的梁結(jié)構(gòu)。

7）beamxsect用來為beam單元計(jì)算界面的屬性值。

8）springs創(chuàng)建彈簧元。

9）gaps間隙單元。10）fejoints在兩個剛性體之間創(chuàng)建鉸鏈單元。11）masses質(zhì)量元。46HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)12）connectors用于創(chuàng)建焊接單元。它是焊接元的一個集合13）linemesh劃分線單元。14）linear1d創(chuàng)建一維單元。15）editelement單元編輯。包括創(chuàng)建、合并、分割以及清理單元。16）spit二維和三維單元切割。17）replace節(jié)點(diǎn)替換。18）detach分離單元。19）orderchange高階單元與低階單元的轉(zhuǎn)換。20）configedit單元配置，單元類型轉(zhuǎn)換。21）elemtypes單元類型的更改。

2D頁面菜單如上圖所示，第一列和最后一列菜單同1D菜單1）ruled通過2組數(shù)量相同的點(diǎn)或線創(chuàng)建二維單元或平面。2）spline通過線段創(chuàng)建二維單元或平面。3）skin通過幾條線段或曲線創(chuàng)建表面單元或曲面。47HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)4）drag拉伸，包括draggeoms拉伸二維單元和dragelems拉伸成三維單元。

5）spin通過旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)、線或單元生成二維單元、三維單元或曲面。

6）linedrag沿著線段拉伸節(jié)點(diǎn)、線或者單元生成二維或者三維網(wǎng)格已經(jīng)曲面。

7）elemoffset偏移單元或者通過偏移二維單元生成三維單元。

8）planes創(chuàng)建四邊形的平坦面和曲面或者根據(jù)用戶自定義的邊創(chuàng)建平面和網(wǎng)格。

9）cones創(chuàng)建一個解析的，圓錐形的或圓柱形的網(wǎng)格。

10）spheres創(chuàng)建球體幾何或網(wǎng)格。

11）torus創(chuàng)建橢圓形圓環(huán)面單元或幾何。

12）safety與安全相關(guān)的子集合。

13）automesh網(wǎng)格自動劃分工具。

14）smooth光順網(wǎng)格，提高單元質(zhì)量，使之成為標(biāo)準(zhǔn)四邊形和等比三角形。

15）composite顯示各項(xiàng)異性的復(fù)合材料殼單元網(wǎng)格材料的角度方向。

16）hyperlaminate用來定義復(fù)合材料的材料屬性和層的方向性。

17）qualityindex用圖形著色的方式檢查并優(yōu)化單元質(zhì)量。其他菜單與1D單元菜單一致，沒有改變。48HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)3D菜單頁面如上圖所示，大部分與2D菜單頁面一致，需要注意以下幾個菜單的應(yīng)用。1）linearsolid在兩個相似的殼單元之間拉伸出線型六面體單元。2）solidmesh通過設(shè)置初始和結(jié)束曲面的邊界線，沿著指定的特征線拉伸五面體或六面體單元。3）solidmap通過初始和結(jié)束曲面、線條、點(diǎn)等特征，沿著指定特征線或面拉伸五面體或六面體單元，可以定義單元密度和拉伸樣式。4）tetramesh通過曲面、體或已有的二維網(wǎng)格創(chuàng)建四面體單元和流場單元。5）fdblocks用單元網(wǎng)格建立攔阻墻，用于碰撞，擠壓分析。49HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)BCs頁面菜單如上圖所示，菜單的第一列與前面一致，其他菜單功能如下：

1）loadtypes載荷類型?？梢圆榭椿蛘吒默F(xiàn)有的載荷類型。

2）constraints定義約束?？梢远x點(diǎn)、線、面上的載荷。

3）equations約束方程。允許定義約束點(diǎn)之間的連接關(guān)系、權(quán)重和自由度。常被用在

nastran和abaqus中的多重約束（MPC）中。

4）forces定義集中載荷。只能加載在node或point點(diǎn)上。

5）moments力矩。只能加載在node或point點(diǎn)上。

6）pressures定義集中壓強(qiáng)?？梢约虞d在單元或曲面上。

7）velocities在點(diǎn)、線、面上創(chuàng)建速度載荷。

8）accels在點(diǎn)、線、面上創(chuàng)建加速度載荷。

9）temperatures在點(diǎn)、線、面上創(chuàng)建溫度載荷。10）flux在點(diǎn)、線、面上創(chuàng)建電磁流量載荷。12）loadongeommap約束和力到與幾何關(guān)聯(lián)的網(wǎng)格上。13）interfaces創(chuàng)建用于安全性分析的分界面。14）rigidwalls定義用于接觸分析的剛性墻。50HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)15）entitysets定義一個set集合，可以包含節(jié)點(diǎn)、單元、屬性等。16）superelems定義超單元集合。17）block定義一個碰撞計(jì)算用的障礙面。18）contactsurfs定義碰撞面。19）vectors定義矢量。20）systems定義坐標(biāo)系。21）controlcard輸入輸出控制卡。22）outputblock創(chuàng)建需要輸出阻礙的點(diǎn)、單元等。23）loadsteps創(chuàng)建載荷步。24）solver求解。25）optimization優(yōu)化子集合。26）Optistruct用OptiStruct求解器求解。27）hyperstudy多學(xué)科、多任務(wù)研究分析。51HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)1）convert結(jié)果數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換。

2）buildmenu自定義HyperMesh界面。

3）processmgr...進(jìn)程管理器。

4）find尋找節(jié)點(diǎn)、單元、單元集、曲面等。

5）mask用來臨時隱藏曲面、線段、單元等。

6）delete刪除單元、曲面、線段等。

7）translate移動節(jié)點(diǎn)、單元、曲面、線段等。

8）rotate旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)、單元、曲面、線段等。

9）scale同步放大或縮小節(jié)點(diǎn)、單元、曲面、線段等。10）reflect對稱節(jié)點(diǎn)、單元、曲面、線段等。11）project映射節(jié)點(diǎn)、單元、線段到平面、矢量、線段或曲面上。tool頁面菜單如上圖所示，菜單功能如下：52HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)12）position移動點(diǎn)、單元、線段及曲面等的位置。13）permute點(diǎn)、單元、線段及曲面的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。14）checkelems1D、2D、3D單元網(wǎng)格質(zhì)量檢查。15）edges查找單元自由邊，節(jié)點(diǎn)重合。16）faces查找實(shí)體單元二維曲面信息。17）feature顯示單元特征線。18）normal顯示并修改單元法線方向。19）dependency顯示被多個約束使用的節(jié)點(diǎn)。20）penetration查找穿透單元，并進(jìn)行修改。21）numbers顯示節(jié)點(diǎn)、單元等的編號。22）renumber對節(jié)點(diǎn)、單元等進(jìn)行重新編號。23）count總結(jié)，計(jì)數(shù)。24）masscalc計(jì)算質(zhì)量。25）hypermorph網(wǎng)格變形修改工具。53HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)POST頁面菜單如上圖所示。其主要菜單功能如下：1）hiddenline創(chuàng)建屏幕顯示的結(jié)構(gòu)的隱含線高亮圖。

2）contour顯示結(jié)果云圖。

3）vectorplot顯示變形的矢量方向。

4）fatigue輸入疲勞分析用文件信息。

5）deformed動態(tài)或等勢圖的方式顯示計(jì)算結(jié)果。